CN114342193A - 半导体光放大器阵列元件 - Google Patents

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Abstract

半导体光放大器阵列元件(100)具备基板(100a)、以及形成于基板(100a)上且分别具有活性区域的多个半导体光放大器，所述多个半导体光放大器分别具有的两个光输入输出端口(111a、111b、121a、121b)均与所述活性区域的每一个光学连接，且均设置于半导体光放大器阵列元件(100)的相同的端面(101)，所述多个半导体光放大器包括：活性区域(110ca1、110cb1)的长度为第一长度的第一半导体光放大器(110)、以及活性区域(120ca1、120cb1)的长度与第一长度不同的第二长度的第二半导体光放大器(120)。

Description

半导体光放大器阵列元件
技术领域
本发明涉及半导体光放大器阵列元件。
背景技术
在光通信系统中，广泛地应用使用了数字相干方式的数字相干通信。数字相干通信被用于长距离(long hole，长距离深孔)。近年来，其应用距离变短，在地铁系统、数据中心之间也使用数字相干方式。作为数字相干通信系统的发送机中的调制器，除了一直以来就存在的LN调制器之外，还使用以下调制器：使用了InP系半导体材料的InP调制器；及使用了Si光子学的调制器。
通常，对于发送机而言希望高输出化。因而，InP调制器如非专利文献1所记载的那样，具有经常被集成起来的半导体光放大器(SOA)。在非专利文献1中，调制器具有四个半导体光放大器。其中的两个是将所输入的连续光放大的“Pre-半导体光放大器”，另外两个是将调制光放大的“Post-半导体光放大器”。
另一方面，在使用了Si光子学的调制器中，由于Si为间接迁移的材料，因此难以将发光元件集成。在Si光子学的元件中将发光元件集成的一个途径如非专利文献2所记载的那样，是在Si光子学芯片上将InP芯片“混合式集成”的方法。通过将该技术应用于调制器，从而能够将半导体光放大器与Si光子学调制器一起使用。
作为用于混合式集成的半导体光放大器，在专利文献1中公开了U转弯构造的半导体光放大器。U转弯构造的半导体光放大器在相同的端面具有输入被放大光的输入端口和输出放大光的输出端口，还具有将光路弯折的弯曲波导。通过使用该结构，从而能够将不同波导的与Si光子学芯片的光耦合位置聚合于一个端面，混合式安装变得容易。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2013/035259号
非专利文献
非专利文献1：R.A.Griffin et al.，“InP Coherent Optical Modul ator withIntegrated Amplification for High Capacity Transmission，”Op tical FiberCommunication Conference 2015，Th4E.2.
非专利文献2：T.Matsumoto et al.，“Hybrid-Integration of SOA on SiliconPhotonics Platform Based on Flip-Chip Bonding，”JOURNAL OF LIGHTWAVETECHNOLOGY，VOL.37，NO.2，pp.307-313.
发明内容
-发明要解决的课题-
然而，在公知技术中，并未针对在集成多个半导体光放大器、并且在所集成的半导体光放大器中存在在相互不同的用途中使用的不同特性的半导体光放大器的情况下的最佳的元件设计进行讨论研究。
本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于，提供一种将特性相互不同的半导体光放大器集成的半导体光放大器阵列元件。
-用于解决课题的手段-
为了解决上述的课题并达成目的，本发明的一方式是半导体光放大器阵列元件，具备：基板；以及形成于所述基板上且分别具有活性区域的多个半导体光放大器，所述多个半导体光放大器分别具有的两个光输入输出端口均与所述活性区域的每一个光学连接，且均设置于该半导体光放大器阵列元件的相同的端面，所述多个半导体光放大器包括：所述活性区域的长度为第一长度的第一半导体光放大器；以及所述活性区域的长度为与所述第一长度不同的第二长度的第二半导体光放大器。
也可以是，所述多个半导体光放大器在所述两个光输入输出端口之间具有弯折部，该弯折部由光路实质上以180度的角度进行弯折的波导构成。
也可以是，所述第一半导体光放大器的所述第一长度比所述第二半导体光放大器的所述第二长度长，所述第一半导体光放大器的光输入输出端口被输入连续光，所述第二半导体光放大器的光输入输出端口被输入调制光。
-发明效果-
根据本发明，起到能够实现将特性相互不同的半导体光放大器集成的半导体光放大器阵列元件的效果。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的半导体光放大器阵列元件的示意性俯视图。
图2是图1所示的半导体光放大器阵列元件的示意性局部剖视图。
图3是参考方式所涉及的半导体光放大器阵列元件的示意性俯视图。
图4是实施方式2所涉及的半导体光放大器阵列元件的示意性俯视图。
图5是实施方式3所涉及的光模块的示意性结构图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明实施方式。另外，并非要利用本实施方式来限定本发明。此外，在附图的记载中，对相同或者对应的要素适当赋予相同的附图标记，并适当省略重复说明。此外，需要留意的是：附图为示意性的，各要素的尺寸的关系、各要素的比率等有时会与现实有所不同。在附图的相互之间，有时也会包含彼此的尺寸的关系、比率不同的部分。
(实施方式1)
图1是实施方式1所涉及的半导体光放大器阵列元件的示意性俯视图。
芯片状的半导体光放大器阵列元件100具备半导体光放大器110、120作为多个半导体光放大器。半导体光放大器110、120形成于基板100a上，且被集成于一个基板100a上。半导体光放大器110是第一半导体光放大器的一例，半导体光放大器120是第二半导体光放大器的一例。半导体光放大器阵列元件100将III-V族半导体材料设为主要的构成材料。
半导体光放大器110具备能动部111和受动部112。能动部111具有适于电流注入型的发光元件的嵌入波导构造，且具有活性层110ca、110cb作为光波导。受动部112弯曲成U字型，且具有包括作为受动波导的光波导的高台面波导构造。高台面波导构造也被称为深岭波导构造。受动部112是由光路实质上以180度的角度进行弯折的波导构成的弯折部的一例。
活性层110ca、110cb具有包含例如GaInAsP系半导体材料、或者AlGaInAs系半导体材料的多量子阱(MQW)构造。受动部112的包层包含n型InP或者i型InP，光波导包含例如带隙波长为1300nm的i型GaInAsP系半导体材料。活性层110ca、110cb与受动部112的光波导通过对接连接等而光学式地连接。活性层110ca与活性层110cb相互大致平行，夹有受动部112的高台面波导构造的光波导且光学式地连接。此外，半导体光放大器110具备供电部110j。此外，半导体光放大器110具有设置在半导体光放大器阵列元件100的一端面即端面101的光输入输出端口111a、111b。光输入输出端口111a、111b分别与活性层110ca、110cb连接。活性层110ca、110cb在端面101侧相对于端面101的法线而倾斜。
半导体光放大器120具备能动部121与受动部122。能动部121具有嵌入波导构造，且具有活性层120ca、120cb作为光波导。受动部122弯曲成U字型，且具有包括光波导的高台面波导构造。受动部122是由光路实质上以180度的角度进行弯折的波导构成的弯折部的一例。活性层120ca、120cb的构成材料、构造和活性层110ca、110cb相同，受动部122的构成材料和受动部112相同。
活性层120ca、120cb与受动部122的光波导通过对接连接等而光学式地连接。活性层120ca与活性层120cb相互大致平行，夹有受动部122的高台面波导构造的光波导且光学式地连接。此外，半导体光放大器120具备供电部120j。此外，半导体光放大器120具有设置在半导体光放大器阵列元件100的端面101的光输入输出端口121a、121b。光输入输出端口121a、121b分别与活性层120ca、120cb连接。活性层120ca、120cb在端面101侧相对于端面101的法线而倾斜。
另外，能动部111、121与受动部122之间也可以设置用于以低损耗将不同构造的波导光学式地连接的变换区域。
半导体光放大器阵列元件100还具备相互大致平行地延伸的沟槽131、132、133。沟槽132形成于半导体光放大器110和半导体光放大器120之间。此外，沟槽131夹着半导体光放大器110而配置于沟槽132的相反侧。此外，沟槽133夹着半导体光放大器120而配置于沟槽132的相反侧。沟槽131、132、133是为了将半导体光放大器110、120各自的一部分彼此、或者半导体光放大器110与物理接触区域141、或者半导体光放大器120与物理接触区域142电分离而被设置的。
半导体光放大器阵列元件100具备物理接触区域141、142。物理接触区域141、142位于与沟槽131、132、133的延伸方向正交的方向上的半导体光放大器阵列元件100的两端。物理接触区域141、142是在将半导体光放大器阵列元件100与其他构件进行组合时可与该对象构件接触并进行高度调节的区域。
图2是图1所示的半导体光放大器阵列元件的示意性的A-A线局部剖视图。图2主要表示从沟槽132起的半导体光放大器110侧的剖面。另外，由于从沟槽132起半导体光放大器110侧也具有同样的剖面，因此适当省略说明。
半导体光放大器阵列元件100具备包含n型InP的基板100a和层叠在基板100a之上的包含n型InP的包层100b。基板100a与包层100b之间夹有包含n型GaInAsP的蚀刻停止层100m。半导体光放大器110及物理接触区域141中的包层100b具有三个条纹台面部100ba。在条纹台面部100ba之上分别层叠着活性层110ca、110cb、100c。
在条纹台面部100ba及活性层110ca、110cb、100c的单侧或者两侧层叠着包含p型InP的第一电流阻挡层100d。在第一电流阻挡层100d之上层叠着包含n型InP层的第二电流阻挡层100e。第一电流阻挡层100d与第二电流阻挡层100e形成电流阻挡构造。
在第二电流阻挡层100e及活性层110ca、110cb之上，层叠着包含p型InP的包层100f。在包层100f之上层叠着包含GaInAsP的接触层100g。
沟槽131、132、133抵达至蚀刻停止层100m的表面的深度。沟槽132将半导体光放大器110、120各自的上述包含p型半导体的层叠部电分离。
n侧接触电极100k层叠成在沟槽132内的一部分与基板100a进行欧姆接触。同样地，p侧接触电极110h层叠成在接触层100g的表面的一部分与接触层100g进行欧姆接触。p侧接触电极110h、120h、n侧接触电极100k进行欧姆接触的区域以外的沟槽131、132、133的内表面及接触层100g的表面，层叠有包含例如SiNx的钝化膜100i。
在钝化膜100i之上，形成有包含接合焊盘与布线的供电部110j、100l。钝化膜100i在p侧接触电极110h之上开口，且在该开口将布线与p侧接触电极110h电连接。钝化膜100i在n侧接触电极100k之上开口，且在该开口将供电部100l的布线与n侧接触电极100k电连接。供电部110j、100l的各布线被拉回到各接合焊盘。各接合焊盘形成于接触层100g的上方。由此在p侧与n侧，接合焊盘的阶差缩小。
在物理接触区域141、142，在活性层100c之上层叠着钝化膜100i。
在半导体光放大器110中，向供电部100l与供电部110j之间施加电压，若向活性层110ca、110cb之中的被p侧接触电极110h覆盖的活性区域110ca1、110cb1的各个注入电流，则活性区域110ca1、110cb1发挥光放大作用。活性区域是活性层之中的被注入电流的区域。其结果是，半导体光放大器110将已从光输入输出端口111a输入的光L1进行光放大并作为光L2而从光输入输出端口111b输出。另外，因为活性层110ca、110cb在端面101侧相对于端面101的法线而倾斜，所以能抑制在端面101产生的反射光被输入至活性层110ca、110cb。
同样地，在半导体光放大器120中，向供电部100l与供电部120j之间施加电压，若向活性层120ca、120cb之中的被p侧接触电极覆盖的活性区域120ca1、120cb1的各个注入电流，则活性区域120ca1、120cb1发挥光放大作用。其结果是，半导体光放大器120将已从光输入输出端口121a输入的光L3进行光放大并作为光L4而从光输入输出端口121b输出。另外，因为活性层120ca、12cb在端面101侧相对于端面101的法线而倾斜，所以能抑制在端面101产生的反射光被输入至活性层120ca、120cb。
沟槽132将半导体光放大器110、120的p型半导体层电分离，因此半导体光放大器110、120能够独立地进行驱动控制。
在以上的半导体层叠构造中，活性层110ca、110cb、120ca、120cb中的任一个的宽度、厚度及有效折射率都相等。
在半导体光放大器阵列元件100中，半导体光放大器110中的活性区域的长度为活性区域110ca1、110cb1的长度的合计，将其设为第一长度。半导体光放大器120中的活性区域的长度为活性区域120ca1、120cb1的长度的合计，将其设为第二长度。于是，第一长度与第二长度不同，在本实施方式中第一长度比第二长度长。由此，能够使半导体光放大器110的放大特性与半导体光放大器120的放大特性不同。
此外，由于受动部112、122的光路实质上以180度的角度进行弯折，因此半导体光放大器110的光输入输出端口111a、111b及半导体光放大器120的光输入输出端口121a、121b设置于半导体光放大器阵列元件100的一个端面101。由此，存在能将半导体光放大器阵列元件100与其他波导元件的连接端面聚合为一个端面的优点。此外，使光输入输出端口111a、111b、121a、121b聚合于一个端面，同时变更活性层110ca、110cb的延伸方向上的受动部112的位置，仅仅如此，就能自由地调整活性层110ca、110cb、此外活性区域110ca1、110cb1的长度。进而，仅变更活性层120ca、120cb的延伸方向上的受动部122的位置，就能自由地调整活性层120ca、120cb、此外活性区域120ca1、120cb1的长度。
此外，由于受动部112、122的光路实质上以180度的角度进行弯折，因此能够将半导体光放大器阵列元件100的元件长度缩短。
以下，针对半导体光放大器110中的活性区域的第一长度与半导体光放大器120中的活性区域的第二长度不同带来的效果的一例进行说明。
例如，向半导体光放大器110输入连续光(CW光)作为光L1。此外，向半导体光放大器120输入调制光作为光L2。在该情况下，例如第一长度为800μm，第二长度为500μm。
CW光的半导体光放大器要求高输出与高效率。为了实现高输出，为了防止半导体光放大器的热引发的翻转，优选活性区域较长。此外，为了实现高效率，优选半导体光放大器在饱和区域动作，以使得受激发射成为支配性的。因此，优选半导体光放大器的活性区域长、或者对活性层的光限制系数大。
另一方面，调制光用的半导体光放大器要求图案效果的抑制。为了抑制图案效果，半导体光放大器有必要根据其注入电流而在线形区域动作，以使得受激发射变小为可忽视的程度。因此，优选半导体光放大器的活性区域短、或者对活性层的光限制系数小。
这样，在用途不同的两个半导体光放大器中，相互所需的特性不同，最优化的措施绝大多数正相反。因此，针对半导体光放大器进行单个的最优化是必须的。
如上所述，为了实现单个的最优化，也有使对活性层的光限制系数在两者中不同之类的方法，但因此需要制作构造不同的两种活性层。然而，由于活性层针对作为其构成材料的多元系半导体材料，需要进行比受动波导更精密的组成控制，因此制作方法变得复杂。
相对于此，在实施方式1所涉及的半导体光放大器阵列元件100中，在享受到弯折配置的优点的基础上，由于能容易地实现基于活性区域的长度调整的单个最优化，因此可实现具备在CW光用与调制光用中实施了单个最优化的半导体光放大器110、120的结构。
(制作方法)
接下来，对半导体光放大器阵列元件100的制作方法的一例进行说明。首先，在晶片状的基板100a的表面使包含n型InP的缓冲层进行晶体生长，接下来，使蚀刻停止层100m、包层100b、活性层、p型InP层依序进行晶体生长。
接下来，通过蚀刻将晶体生长后的活性层之中的活性层110ca、110cb、120ca、120cb及在物理接触区域141、142中成为应残留的活性层(活性层100c等)的区域以外的区域的p型InP层与活性层除去，在进行了除去的区域使i型GaInAsP层与i型InP层对接生长。i型GaInAsP层成为受动部112、122的光波导，i型InP层成为受动部112、122的包层。
接下来，为了形成包层100b及活性层的嵌入(BH)构造而进行台面蚀刻，形成条纹台面部100ba、活性层110ca、110cb、100c等。进而，使第一电流阻挡层100d与第二电流阻挡层100e进行晶体生长，来形成BH构造。此时，如上所述成为物理接触区域141、142的区域进行保护而留下活性层100c等。此外，之后设为高台面波导的区域稍微宽一点地保护。
接下来，在进行了上述晶体生长的基板100a的整个区域，使包层100f与接触层100g依次进行晶体生长。
接下来，通过蚀刻将需要部分以外的接触层100g除去。此时，也可以将包层100f局部减薄。
接下来，通过蒸镀形成p侧接触电极110h。
接下来，通过蚀刻形成受动部112、122的高台面波导构造。
接下来，通过湿式蚀刻形成物理接触区域141、142与沟槽131、132、133。此时，若通过盐酸系的蚀刻，有选择地蚀刻InP，则蚀刻停止在包含GaInAsP的蚀刻停止层100m、活性层100c的表面，由此能够再现性优异地将物理接触区域141、142与沟槽131、132、133形成到所希望的深度，露出表面。
特别是，因为将活性层100c用作为蚀刻停止层，所以物理接触区域141、142与活性层110ca、110cb、120ca、120cb的相对高度精度变高。例如，在与接合焊盘同样的面形成物理接触区域的情况下，作为与活性层110ca、110cb、120ca、120cb的高度之差的设计中心值例如为4.5μm左右。另一方面，根据半导体光放大器阵列元件100，作为物理接触区域141、142与活性层110ca、110cb、120ca、120cb的高度之差的设计中心值，例如为0.4μm左右。因此，即便将钝化膜100i的成膜中的制造上的厚度的偏差设为10％，对于半导体光放大器阵列元件100的结构来说，可以说也能将偏差量减少到不足1/10。
接下来，通过蒸镀来形成n侧接触电极100k。进而，形成钝化膜100i。然后，为了获取电接触，通过蚀刻将给定位置的钝化膜100i除去。接下来，通过蒸镀形成供电部110j、120j、100l。
接下来，将晶片研磨·抛光到给定的厚度。至此，晶片处理工艺结束。进而，通过将已完成的晶片劈开，从而形成各半导体光放大器阵列元件100的端面。接下来，在有输入输出端口的端面101进行低反射涂布。然后按每个芯片从晶片截取半导体光放大器阵列元件100，进行给定的检查，由此完成半导体光放大器阵列元件100。
(参考方式)
在此，作为参考方式，讨论研究图3所示的结构的半导体光放大器阵列元件1000。
半导体光放大器阵列元件1000将III-V族半导体材料作为主要的构成材料，并具备半导体光放大器1100、1200。
半导体光放大器1100具有嵌入波导构造，具有包含例如GaInAsP系半导体材料、或者AlGaInAs系半导体材料的MQW构造的活性层1100c，以作为光波导。此外，半导体光放大器1100具备供电部1100j。此外，半导体光放大器1100具有光输入输出端口1110a、1110b。光输入输出端口1110a、1110b分别设置于半导体光放大器阵列元件1000的对置的端面即端面1010、1020。
半导体光放大器1200具有活性层1200c，以作为光波导。活性层1200c的构成材料、构造与活性层1100c相同。
半导体光放大器1200具备供电部1200j。此外，半导体光放大器1200具有光输入输出端口1120a、1120b。光输入输出端口1120a、1120b分别设置于端面1010、1020。
半导体光放大器阵列元件1000还具备相互大致平行地延伸的沟槽1310、1320、1330。沟槽1320形成于半导体光放大器1100与半导体光放大器1200之间。此外，沟槽1310夹着半导体光放大器1100而配置于沟槽1320的相反侧。
此外，半导体光放大器阵列元件100具备物理接触区域1410、1420。物理接触区域1410、1420位于与沟槽1310、1320、1330的延伸方向正交的方向上的半导体光放大器阵列元件1000的两端。
在半导体光放大器1100中，在向活性层1100c注入电流而使之发挥了光放大作用的状态下，将从端面1010侧的光输入输出端口1110a输入的光L10进行光放大并作为光L20而从端面1020侧的光输入输出端口1110b输出。同样地，在半导体光放大器1200中，在向活性层1200c注入电流而使之发挥了光放大作用的状态下，将从端面1010侧的光输入输出端口1120a输入的光L30进行光放大并作为光L40而从端面1020侧的光输入输出端口1120b输出。
在上述那样的半导体光放大器1100中，与其他波导元件的连接端面成为对置的两个端面，若连接部位增加、无法使连接对象的连接部位与端面1010及1020的距离高精度地一致，则担心连接损耗会增大。此外，在半导体光放大器1100中，难以使活性层1100c、1200c的长度不同，对于单个的最优化来说是不合适的。
(实施方式2)
图4是实施方式2所涉及的半导体光放大器阵列元件的示意性俯视图。
芯片状的半导体光放大器阵列元件200具备被集成在一个基板上的半导体光放大器110A、110B、120A、120B，以作为多个半导体光放大器。半导体光放大器110A、110B是第一半导体光放大器的一例，半导体光放大器120A、120B是第二半导体光放大器的一例。半导体光放大器阵列元件200将III-V族半导体材料作为主要的构成材料。
半导体光放大器110A、110B具有与实施方式1的半导体光放大器110同样的结构。即，半导体光放大器110A具备能动部111A与受动部112A。半导体光放大器110B具备能动部111B与受动部112B。能动部111A、111B分别具有活性层110Aca、110Acb、活性层110Bca、110Bcb。此外，半导体光放大器110A、110B分别具备供电部110Aj、110Bj。此外，半导体光放大器110A、110B分别具有设置在半导体光放大器阵列元件200的一个端面即端面201的光输入输出端口111Aa、111Ab、光输入输出端口111Ba、111Bb。
半导体光放大器120A、120B具有与实施方式1的半导体光放大器120同样的结构。即，半导体光放大器120A具备能动部121A与受动部122A。半导体光放大器120B具备能动部121B与受动部122B。能动部121A、121B分别具有活性层120Aca、120Acb、活性层120Bca、120Bcb。此外，半导体光放大器120A、120B分别具备供电部120Aj、120Bj。此外，半导体光放大器120A、120B分别具有设置在半导体光放大器阵列元件200的端面201的光输入输出端口121Aa、121Ab、光输入输出端口121Ba、121Bb。
半导体光放大器阵列元件200还具备相互大致平行地延伸的沟槽231、232、233、234、235。沟槽232形成于半导体光放大器110A与半导体光放大器110B之间。沟槽233形成于半导体光放大器110B与半导体光放大器120A之间。沟槽234形成于半导体光放大器120A与半导体光放大器120B之间。此外，沟槽231夹着半导体光放大器110A而配置于沟槽232的相反侧。此外，沟槽235夹着半导体光放大器120B而配置于沟槽234的相反侧。沟槽231、232、233、234、235是为了将半导体光放大器110A、110B、120A、120B各自的一部分彼此、或者半导体光放大器110A与物理接触区域141、或者半导体光放大器120B与物理接触区域142电分离而被设置的。
半导体光放大器阵列元件200与半导体光放大器阵列元件100同样地具备物理接触区域141、142。物理接触区域141、142位于与沟槽231、232、233、234、235的延伸方向正交的方向上的半导体光放大器阵列元件200的两端。
半导体光放大器阵列元件200的剖面构造及各要素的构成材料和半导体光放大器阵列元件100的对应的剖面构造及对应的各要素的构成材料相同，因此省略说明。
在半导体光放大器110A中，若向活性层110Aca、110Acb之中的被p侧接触电极覆盖的活性区域110Aca1、110Acb1的各个注入电流，则活性区域110Aca1、110Acb1发挥光放大作用。其结果是，半导体光放大器110A将从光输入输出端口111Aa输入的光L1A进行光放大并作为光L2A而从光输入输出端口111Ab输出。
同样地，在半导体光放大器110B中，若向活性层110Bca、110Bcb之中的被p侧接触电极覆盖的活性区域110Bca1、110Bcb1的各个注入电流，则活性区域110Bca1、110Bcb1发挥光放大作用。其结果是，半导体光放大器110B将从光输入输出端口111Ba输入的光L1B进行光放大并作为光L2B而从光输入输出端口111Bb输出。
同样地，在半导体光放大器120A中，若向活性层120Aca、120Acb之中的被p侧接触电极覆盖的活性区域120Aca1、120Acb1的各个注入电流，则活性区域120Aca1、120Acb1发挥光放大作用。其结果是，半导体光放大器120A将从光输入输出端口121Aa输入的光L3A进行光放大并作为光L3B而从光输入输出端口111Ab输出。
同样地，在半导体光放大器120B中，若向活性层120Bca、120Bcb之中的被p侧接触电极覆盖的活性区域120Bca1、120Bcb1的各个注入电流，则活性区域120Bca1、120Bcb1发挥光放大作用。其结果是，半导体光放大器120B将从光输入输出端口121Ba输入的光L4A进行光放大并作为光L4B而从光输入输出端口111Bb输出。
另外，由于沟槽232、233、234的存在，半导体光放大器110A、110B、120A、120B能够独立地进行驱动控制。
在以上的半导体层叠构造中，活性层110Aca、110Acb、110Bca、110Bcb、120Aca、120Acb、120Bca、120Bcb中的任一个的宽度、厚度及有效折射率都相等。
在半导体光放大器阵列元件200中，半导体光放大器110A、110B中的活性区域的第一长度相等，并且半导体光放大器120A、120B中的活性区域的第二长度相等。进而，第一长度与第二长度不同，在本实施方式中第一长度比第二长度长。由此，半导体光放大器110A、110B的放大特性可以相等，半导体光放大器120A、120B的放大特性可以相等，能够使半导体光放大器110A、110B的放大特性与半导体光放大器120A、120B的放大特性不同。
此外，因为半导体光放大器110A、110B、120A、120B各自的光输入输出端口设置于半导体光放大器阵列元件200的一个端面201，所以存在可将半导体光放大器阵列元件200与其他波导元件的连接端面聚合于一个端面的优点。此外，仅变更受动部112A、112B、122A、122B的位置，就能自由地调整各活性层及各活性区域的长度。
此外，由于受动部112A、112B、122A、122B的光路实质上以180度的角度进行弯折，因此能够将半导体光放大器阵列元件200的元件长度缩短。
综上，在半导体光放大器阵列元件200中，除了享受到弯折配置的优点之外，还能容易地实现基于活性区域的长度的调整的单个最优化，因此例如可实现具备在CW光用与调制光用中已被单个最优化的半导体光放大器110A、110B、120A、120B的结构。
半导体光放大器阵列元件200优选例如与DP(Dual Polarization)-IQ调制器组合来使用。例如，作为光L1A、L1B，将具有相互正交的直线偏波的CW光输入到半导体光放大器阵列元件200，由半导体光放大器110A、110B分别进行光放大并作为光L2A、L2B输出。然后，将光L2A、L2B输入到IQ调制器，生成作为调制光的光L3A、L3B。进而，将光L3A、L3B输入到半导体光放大器阵列元件200，由半导体光放大器120A、120B分别进行光放大并作为光L2A、L2B输出。在半导体光放大器阵列元件200中，由于一个芯片集成有四个半导体光放大器，因此能够削减制造、组装的工时。
(实施方式3)
图5是实施方式3所涉及的光模块的示意性结构图。光模块500具备实施方式1所涉及的半导体光放大器阵列元件100、激光源等的CW光源300和InP调制器等的调制器400。
在光模块500中，CW光源300将作为CW光的光L1向半导体光放大器阵列元件100输出。半导体光放大器阵列元件100通过半导体光放大器110将光L1进行光放大并作为光L2向调制器400输出。调制器400对所输入的光L2进行调制并作为光L3向半导体光放大器阵列元件100输出。半导体光放大器阵列元件100通过半导体光放大器120将光L3进行光放大并作为光L4从光模块500输出。
另外，在上述实施方式中，受动部弯曲成U字型，且构成光路实质上以180度的角度进行弯折的弯折部，但既可以弯曲并不连续而是夹着直线部被分割为若干个，也可以有几度左右的微小的角度的差异。进而，活性层从光输入输出端口开始弯曲的部分的弯曲角度的合计也可以为180度。此外，通过使输入光的光输入输出端口侧的倾斜角度与输出光的光输入输出端口侧的倾斜角度成为相反的方向的倾斜，从而也能够将受动部中的弯折的角度设为180度以外的角度。其中，活性层的波导形成工序取决于半导体材料的晶体的面方位，因此优选设定弯折或弯曲的角度，以使得各活性层相对于晶体面方位的角度几乎相同。
另外，并非利用上述实施方式来限定本发明。将上述各构成要素适当组合而构成的方式也被包含于本发明中。此外，更进一步的效果、变形例能够由本领域技术人员容易地导出。因此，本发明的更宽泛的方式并未被限定于上述的实施方式，能够进行各种各样的变更。
-符号说明-
100、200 半导体光放大器阵列元件
100a 基板
100b、100f 包层
100ba 条纹台面部
100c、110ca、110cb、120ca、120cb、110Aca、110Acb、110Bca、110Bcb、120Aca、120Acb、120Bca、120Bcb 活性层
100d 第一电流阻挡层
100e 第二电流阻挡层
100g 接触层
100i 钝化膜
100l、110j、120j、110Aj、110Bj、120Aj、120Bj 供电部
100k n侧接触电极
100m 蚀刻停止层
101、201 端面
110、120、110A、110B、120A、120B 半导体光放大器
110ca1、110cb1、120ca1、120cb1、110Aca1、110Acb1、110Bca1、110Bcb1、120Aca1、120Acb1、120Bca1、120Bcb1 活性区域
110h p侧接触电极
111、121、111A、111B、121A、121B 能动部
111a、111b、121a、121b、111Aa、111Ab、111Ba、111Bb、121Aa、121Ab、121Ba、121Bb光输入输出端口
112、112A、112B、122、122A、122B 受动部
131、132、133、231、232、233、234、235 沟槽
141、142 物理接触区域
300 CW光源
400 调制器
500 光模块
L1、L2、L3、L4、L1A、L1B、L2A、L2B、L3A、L3B、L4A、L4B 光。

Claims (3)

1.一种半导体光放大器阵列元件，具备：
基板；以及
多个半导体光放大器，形成于所述基板上，且分别具有活性区域，
所述多个半导体光放大器分别具有的两个光输入输出端口均与所述活性区域的每一个光学连接，且均设置于该半导体光放大器阵列元件的相同的端面，
所述多个半导体光放大器包括：第一半导体光放大器，所述活性区域的长度为第一长度；以及第二半导体光放大器，所述活性区域的长度为与所述第一长度不同的第二长度。
2.根据权利要求1所述的半导体光放大器阵列元件，其中，
所述多个半导体光放大器在所述两个光输入输出端口之间具有弯折部，该弯折部由光路实质上以180度的角度进行弯折的波导构成。
3.根据权利要求1或2所述的半导体光放大器阵列元件，其中，
所述第一半导体光放大器的所述第一长度比所述第二半导体光放大器的所述第二长度长，
所述第一半导体光放大器的光输入输出端口被输入连续光，所述第二半导体光放大器的光输入输出端口被输入调制光。
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